Vorrichtung zum Abfüllen und zum Verpacken von gewichtsgenauen
Einheiten aus plastischen Nahrungs- und Genussmitteln
Vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Abfüllen und zum Verpacken von gewichtsgenauen Einheiten aus plastischen Nahrungs- u.
Genussmitteln, bestehend aus einem Vorratstrichter, einem mit mehreren Zweiwegverbindungen versehenen, abwechselnd auf Füllen und Entleeren schaltbaren Verteiler und aus beiderseits des drehbaren Verteilers angeordneten Dosierzylindern mit darin gesteuerten Dosierkolben.
Dosiervorrichtungen dieser Art, bei denen zwischen dem Vorratstrichter und den Dosierzylindern als Verteiler ein Drehschieber angeordnet ist, sind bekannt. Letzterer besteht aus einem absatzweise geschalteten Zylinder mit zwei darin eingelassenen Kanälen, von denen der eine die Verbindung zwischen Vorratstrichter und Dosierzylinder und der andere die Verbindung zwischen Dosierzylinder und Auslassmundstück gleichzeitig herstellt.
Es ist bereits bekannt, zwecks Erhöhung der Dosierleistung einen Drehschieber mit mehreren nebeneinander angeordneten Kanalpaaren vorzusehen, so dass aus einer den Kanalpaaren entsprechenden Zahl von Austrittsmundstücken gleichzeitig mehrere Dosiereinheiten ausgestossen werden können.
Zu diesem Zweck sind die in den beiderseits des Drehschiebers angeordneten Dosierzylindern eine und herbeweglichen Dosierkolben mit Ihren Kolbenstangen anf oberen Ende je eines zu beiden Seiten des Drehschiebers angeordneten Hebels gelenkig befestigt.
Das untere Hebelende besteht ebenfalls aus einem Gelenk, das mit dem anderen Gelenk zusammen aut einer waagerecht. verlaufenden gemeinsamen Stange zwischen - jeweils zwei Anschlägen gleitbar geführt ist. Etwa in der Mitte -ist jeder der beiden Hebel mittels eines Lagerböckchens selbst schwenkbar gelagert, wobei die Schwenkbewegung durch einen an einen der beiden Hebel angreifenden, am Lagerböckchen sitzenden Steuerarm ausgelöst wird, der seinerseits mit einer Zugstange verbunden ist.
Die Betätigung des Hebels auf der einen Seite teilt sich der waagerechten Stange und damit dem Hebel und schliesslich den Kolbenstangen und den Dosierkolben auf der gegenüberliegenden Seite des Drehschiebers mit, sobald das Gleitlager des direkt betätigten Hebels gegen einen Anschlag auf der waagerechten Stange stösst, wodurch diese dann axial verschoben wird.
Die Gleitbewegung der beiden Hebel zwischen den Anschlägen ist nicht unbedingt erforderlich, sie ist lediglich als Folgeerscheinung für eine an der Stange einstellbare Veränderung des Kolbenhubes anzusehen.
Die vorstehend erläuterte Anordnung einer Dosiereinrichtung unterscheidet sich von einer ebenfalls bekannten Anordnung mit gleichzeitig gesteuerten Dosierkolben lediglich dadurch, dass die indirekt beaufschlagten Dosierkolben eine etwas kürzere Füllund Ausstosszeit zur Verfügung haben als die direkt betätigten Kolben. Je nach dem Grad des Fliess vermögen des zu dosierenden Stoffes, beispielsweise bei zäheren, festeren Stoffen ist eine etwas längere Füllzeit auf Kosten der Ausstosszeit wünschenswert, da hierbei nicht nur eine weitgehende Schonung des reibungsempfindlichen Stoffes wie Butter, Margarine und dgL sondern vor allem auch eine lückenlose Füllung des Dosierraums und damit auch eine hervorragende Gewichtsgenauigkeit der einzelnen Dosiereinheiten erreicht wird.
Dies lässt sich weder mit einer bekannten Vorrichtung durchführen, bei der innerhalb eines Arbeitstaktes die Füllen und Ausstoss zeiten einander gleich sind, noch weniger kommt die bekannte Vorrichtung diesem Erfordernis entgegen, da bei ihr zu Gunsten einer Regelungsmöglichkeit für den Kolbenhub die unter sich gleichbleibenden Füllund Ausstosszeiten der indirekt beaufschlagten Kolben noch kürzer sind als die Zeiten der direkt betätigten Kolben. Darüberhinaus bedingt das Herumführen der Steuerungsorgane beiderseits um den Drehschieber einen erheblichen Platzbedarf und einen kostspieligen Aufwand an Konstruktionsmitteln, die ihrerseits wieder besondere Unfallschutzmassnahmen erforderlich machen.
Die vorgenannten Nachteile und Übelstände werden erfindungsgemäss dadurch beseitigt, dass der zwischen dem Vorratstrichter und den Auslassmundstücken drehbar angeordnete Verteiler nicht mehr wie bisher aus einem, sondern aus mehreren, gleichachsig nebeneinander angeordneten, je eine Zweiwegverbindung und einen eigenen Antrieb aufweisenden Drehschiebern besteht, deren zwei beiderseits der Drehschieber in Dosierzylindern eine und herbewegliche Dosierkolbengruppen von einer Seite aus gruppenweise getrennt steuerbar sind.
Die Unterteilung des Verteilers in einzelne, mit Abstand voneinander angeordnete Drehschieber ermöglicht die Unterbringung der Steuerungsorgane für die von der Steuerungsseite aus jenseits der Drehschieber liegende Dosierkolbengruppe und zwar jeweils zwischen zwei benachbarten Drehschiebern. Mit dieser einseitigen Anordnung der Steuerungsorgane für beide Dosierkolbengruppen lässt sich eine einfache und übersichtliche und trotzdem zu Reinigungszwecken leicht zugängliche Konstruktion für eine Dosiervorrichtung verwirklichen.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht in der getrennten Steuerbarkeit der beiden dies- und jenseits der Drehschieber in ihren Dosierzylindern eine und herbeweglichen Dosierkolbengruppen. So kann beispielsweise innerhalb eines Arbeitstaktes durch den im wesentlichen die Maschinenleistung bestimmt wird, die Füllzeit gegenüber der Ausstosszeit länger sein.
Diese längere Füllzeit bezweckt eine Füllung in Anpassung an das von der jeweiligen Konsistenz des plastischen Stoffes abhängige Fliessvermögen, so dass, wie die Beschaffenheit des plastischen Stoffes auch sein mag, eine lückenlose Füllung des Dosierraumes und damit auch ein gleichmässiges genaues Gewicht der einzelnen Dosiereinheiten gewährleistet ist.
Der Erfindungsgegenstand ist anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert und zwar zeigen:
Fig. 1 eine Dosiervorrichtung mit zwei Einzeldrehschiebern im Längsschnitt mit dem dazugehörigen Antrieb in Ansicht;
Fig. 2 die in Fig. 1 dargestellte Dosiervorrichtung in Draufsicht und
Fig. 3 die in Fig. 1 nach der Linie III- ffi im Schnitt gezeigte Dosiervorrichtung.
Am oberen Teil des Dosiergehäuses 1 sitzt der im Bedarfsfall mit Förder- oder Rührschnecken ausgerüstete Vorratstrichter 2. Anstelle des Trichters kann auch eine an eine Herstellungsmaschine unmittelbar angeschlossene Förderleitung Verwendung finden.
Unterhalb des Vorratstrichters 2 befindet sich ein Verteiler, welcher aus zwei gleichzeitig mit Abstand nebeneinander angeordneten Drehschiebern 3 und 4 besteht. Jeder Drehschieber 3 und 4 weist in seinem Innern zwei gekrümmte einander spiegelgleiche Kanäle bzw. Mulden 5 und 6 sowie 7 und 8 auf, von denen ein Kanal im steten Wechsel mit dem anderen die Verbindung zwischen Vorratstrichter 2 und Dosierzylinder zwischen letzterem und dem Auslassmundstück herstellt. Entsprechend der Anordnung von zwei Drehschiebern 3 und 4 gehören insgesamt vier Dosierzylinder 9 bis 12 mit den darin eine und herbeweglichen Dosierkolben 13 bis 16 zur Ausrüstung der eigentlichen Dosiervorrichtung. Senkrecht unter den Öffnungen des Vorratstrichters 2 befinden sich die beiden Auslassmundstücke 17 und 18, bei denen die am unteren Ende befindlichen Abschneider nicht dargestellt sind.
Die Öffnungsquerschnitte der Kanäle 5 bis 8, der Dosierzylinder 9 bis 12 und der Auslassmundstücke 17 und 18 in Anschlussbereich sind, um jegliche Stauung des druck- und reibungsempfindlichen Stoffes bei der überführung auszuschliessen, untereinander gleich.
Die Schaltbewegung der Drehschieber 3 und 4, welche im vorliegenden Falle 900 beträgt, erfolgt von einer für beide Drehschieber 3 und 4 gemeinsame Trommelkurve 19 aus, von der aus die Bewegung auf einen mit der Welle 20 schwenkbar verbundenen Haupthebel 21 abgeleitet wird. An den äusseren Enden der Welle 20 sitzen die Hebel 22 und 23, die ihrerseits mit den Gestängen 24 und 25 verbunden sind, die unmittelbar an den verlängerten Drehschieberwellen 26 und 27 angreifen.
Die mit der Schaltbewegung der Drehschieber 3 und 4 einhergehenden Arbeitshübe der Dosierkolben 13 bis 16 lassen sich ebenfalls aus der Drehbewegung von Trommelkurve 28 und 29 ableiten, wobei z. B. der an seinem oberen Ende mit einer Abzweigung 30a und 30b versehene Kulissenhebel 30 die eine und hergehende Bewegung auf zwei Doppelgabeln 32 und 33 überträgt, deren andere Gabelenden mit den Kolbenstangen 34 und 35 gelenkig verbunden sind. Der Kulissenhebel 31 dagegen sitzt oben an einer Lasche 36, welche gleichzeitig auch das Lagerauge 37 für eine zwischen den beiden Doppelgabeln 32 und 33 und dann durch eine Bohrung 39 des Dosiergehäuses 1 hindurchgehende Stange 38 verbindet. Am Ende der Stange 38 sitzt eine Traverse 42, welche die Kolbenstange 40 und 41 der Dosierkolben 14 und 16 aufninunt.
In an sich bekannter Weise sind beide Kulissenhebel 30 und 31 zwecks Nachregelung des Kolbenhubes mit in der Höhe verstellbaren Lagerstellen 42 und 42 versehen.
Eine besonders vorteilhafte Lösung der Antriebsordnung für die gesamte Dosiereinrichtung lässt sich aus Fig. 1 entnehmen, wonach sowohl die Antriebs organe für die Drehschieber als auch die für die Dosierkolben auf einer gemeinsamen Antriebswelle 44 sitzen, die. ihre Drehbewegung über Zahnräder 45 von der Hauptwelle 46 empfängt.
Da die Wirkungsweise der Dosiervorrichtung sich prinzipiell von bekannten Drehschieber-Dosieraggre- gaten nicht unterscheidet, sei lediglich die durch die getrennte Anordnung der Drehschieber neu gegebene Möglichkeit zur individuellen Steuerung der Dosierkolben erwähnt. Allein schon die geschlossene Anordnung sämtlicher Dosierkolben-Steuerungsorgane an einer Seite schliesst eine Reihe von Vorteilen ein, die sich durch eine vereinfachte, platzsparende und trotzdem übersichtliche und leicht zugängliche Konstruktion ausdrücken lassen.
Darüberhinaus besteht nunmehr die Möglichkeit, die beiden dies- und jenseits vom Verteiler angeordneten Gruppen von Dosierkolben 13 und 15 auf der einen, 14 und 16 auf der anderen Seite des Verteilers gruppenweise getrennt zu steuern, d. h. innerhalb eines Arbeitstaktes, welcher die Bewegungsvorgänge der Dosierkolbengruppen innerhalb einer Schaltpause des Verteilers einschliesst, kann beispielsweise die in der Füllen und Ansaugstellung befindlichen Gruppe der Dosierkolben 14 und 16 (Fig. 1) ihren Fülihub in einem längeren Zeitraum zurücklegen als die Gruppe der den plastischen Stoff ausstossenden Dosierkolben 13 u. 15.
Nach Beendigung der Füllen und Ausstosshubes erfolgt ein neuer Schaltschritt von 900 durch die Drehschieber 3 und 4, wobei nunmehr die Öffnungen der gefüllten Kanäle 5 und 7 dicht vor den Flächen der nunmehr in der Füllstellung befindlichen Kolbengruppe 13 und 15 stehen. Selbstverständlich steht nun auch dieser Kolbengruppe 13 und 15 zu ihrem Füllhub der gleiche lange Zeitraum zur Verfügung. Der Zeitraum für den Füllhub ist innerhalb der vorgesehenen Grenzen einer Schaltpause trotzdem ausreichend bemessen, so dass die lückenlose Füllung der Dosierräume und damit auch gleichmässige genaue Gewichte bei den Dosiereinheiten gewährleistet sind und zwar ohne Rücksicht darauf, ob der plastische Stoff sich durch gute oder schlechte Fliesseigenschaften auszeichnet.
Das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel stellt keinesfalls die einzige Möglichkeit zur Verwirklichung der Erfindung dar. Ebenso wie anstelle der Trommelkurven 19, 28, 29 andere Antriebsund Steuerungselemente treten können, so lassen sich anstelle der zwei Drehschieber vier, sechs oder beliebig mehr Drehschieber in der gleichen Anordnung zu einer Einheit zusammenfassen.
Device for filling and packaging of precise weights
Units made from plastic food and beverages
The present invention relates to a device for filling and packaging of precise weight units of plastic food u.
Luxury goods, consisting of a storage funnel, a distributor with several two-way connections that can be switched to filling and emptying alternately, and metering cylinders arranged on both sides of the rotatable distributor with metering pistons controlled therein.
Dosing devices of this type, in which a rotary slide valve is arranged as a distributor between the storage hopper and the dosing cylinders, are known. The latter consists of an intermittently connected cylinder with two channels embedded in it, one of which establishes the connection between the storage hopper and the dosing cylinder and the other the connection between the dosing cylinder and the outlet mouthpiece at the same time.
It is already known to provide a rotary slide valve with several pairs of channels arranged next to one another in order to increase the metering capacity, so that several metering units can be ejected simultaneously from a number of outlet nozzles corresponding to the pairs of channels.
For this purpose, the metering cylinders arranged on both sides of the rotary slide are one and movable metering pistons with their piston rods at the upper end of a lever arranged on both sides of the rotary slide.
The lower end of the lever also consists of a joint which, together with the other joint, is horizontal. running common rod between - each two stops is slidably guided. Approximately in the middle, each of the two levers is itself pivotably mounted by means of a bearing block, the pivoting movement being triggered by a control arm which engages one of the two levers and is seated on the bearing block and which in turn is connected to a pull rod.
The actuation of the lever on one side is shared by the horizontal rod and thus the lever and finally the piston rods and the dosing piston on the opposite side of the rotary valve as soon as the slide bearing of the directly actuated lever hits a stop on the horizontal rod, causing it is then shifted axially.
The sliding movement of the two levers between the stops is not absolutely necessary; it is only to be viewed as a consequence of a change in the piston stroke that can be adjusted on the rod.
The arrangement of a metering device explained above differs from a likewise known arrangement with simultaneously controlled metering pistons only in that the indirectly actuated metering pistons have a slightly shorter filling and ejection time than the directly actuated pistons. Depending on the degree of flow of the substance to be dosed, for example with tougher, more solid substances, a somewhat longer filling time is desirable at the expense of the discharge time, since this not only largely protects the friction-sensitive substance such as butter, margarine and other substances, but also above all Complete filling of the dosing space and thus an excellent weight accuracy of the individual dosing units is achieved.
This cannot be done with a known device in which the filling and ejection times are the same within one work cycle, nor does the known device meet this requirement, since with it the filling and ejection times which remain the same in favor of a control option for the piston stroke the indirectly actuated pistons are even shorter than the times of the directly actuated pistons. In addition, guiding the control elements around the rotary slide valve on both sides requires a considerable amount of space and an expensive outlay on construction means, which in turn necessitate special accident protection measures.
The aforementioned disadvantages and inconveniences are eliminated according to the invention in that the distributor, which is rotatably arranged between the storage funnel and the outlet mouthpieces, no longer consists of one, but of several, coaxially arranged side by side, each with a two-way connection and its own drive, two of which are on both sides the rotary slide in dosing cylinders and movable dosing piston groups can be controlled separately from one side in groups.
The subdivision of the distributor into individual, spaced-apart rotary slides enables the control elements to be accommodated for the metering piston group located on the other side of the rotary slides from the control side, namely between two adjacent rotary slides. With this one-sided arrangement of the control elements for both groups of dosing pistons, a simple and clear structure for a dosing device which is nevertheless easily accessible for cleaning purposes can be realized.
A further advantage of the invention consists in the separate controllability of the two dosing piston groups on one side and the other of the rotary valve in their dosing cylinders, one and the other moving dosing piston groups. For example, within a work cycle that essentially determines the machine performance, the filling time can be longer than the ejection time.
The purpose of this longer filling time is to ensure that the filling is adapted to the flow capacity, which is dependent on the respective consistency of the plastic material, so that, whatever the nature of the plastic material, the filling of the metering space without gaps and thus also an even, precise weight of the individual metering units is guaranteed .
The subject matter of the invention is explained in more detail with reference to the drawing using an exemplary embodiment, namely show
1 shows a metering device with two individual rotary slides in longitudinal section with the associated drive in view;
Fig. 2 the dosing device shown in Fig. 1 in plan view and
3 shows the metering device shown in section along the line III-ffi in FIG. 1.
On the upper part of the metering housing 1 sits the storage hopper 2, which is equipped with conveying or agitating screws if necessary. Instead of the hopper, a conveying line directly connected to a manufacturing machine can also be used.
Below the storage hopper 2 there is a distributor, which consists of two rotary valves 3 and 4 which are simultaneously arranged at a distance from one another. Each rotary valve 3 and 4 has two curved, mirror-inverted channels or troughs 5 and 6 as well as 7 and 8 in its interior, one of which, in constant alternation with the other, establishes the connection between the hopper 2 and the dosing cylinder between the latter and the outlet mouthpiece. Corresponding to the arrangement of two rotary slides 3 and 4, a total of four metering cylinders 9 to 12 with the metering pistons 13 to 16 that can be moved into them belong to the equipment of the actual metering device. The two outlet mouthpieces 17 and 18, in which the cutters located at the lower end are not shown, are located vertically under the openings of the storage funnel 2.
The opening cross-sections of the channels 5 to 8, the dosing cylinders 9 to 12 and the outlet mouthpieces 17 and 18 in the connection area are identical to one another in order to rule out any congestion of the pressure- and friction-sensitive substance during the transfer.
The switching movement of the rotary slides 3 and 4, which is 900 in the present case, takes place from a drum cam 19 common to both rotary slides 3 and 4, from which the movement is derived to a main lever 21 pivotally connected to the shaft 20. At the outer ends of the shaft 20 are the levers 22 and 23, which in turn are connected to the rods 24 and 25 which act directly on the extended rotary valve shafts 26 and 27.
The working strokes of the metering pistons 13 to 16 associated with the switching movement of the rotary slide valve 3 and 4 can also be derived from the rotary movement of the drum cam 28 and 29, with z. B. the link lever 30 provided at its upper end with a branch 30a and 30b transfers the one and forwards movement to two double forks 32 and 33, the other fork ends of which are articulated to the piston rods 34 and 35. The link lever 31, on the other hand, sits on top of a bracket 36, which at the same time also connects the bearing eye 37 for a rod 38 passing between the two double forks 32 and 33 and then through a bore 39 of the metering housing 1. At the end of the rod 38 there is a traverse 42 which holds the piston rod 40 and 41 of the metering piston 14 and 16.
In a manner known per se, both link levers 30 and 31 are provided with height-adjustable bearing points 42 and 42 for the purpose of readjusting the piston stroke.
A particularly advantageous solution of the drive arrangement for the entire metering device can be seen from Fig. 1, according to which both the drive organs for the rotary valve and for the metering piston sit on a common drive shaft 44 which. receives its rotary motion via gears 45 from the main shaft 46.
Since the mode of operation of the metering device does not differ in principle from known rotary slide metering units, only the possibility of individual control of the metering pistons that is newly given by the separate arrangement of the rotary slide valve is mentioned. The closed arrangement of all the dosing piston control elements on one side alone includes a number of advantages that can be expressed through a simplified, space-saving, yet clear and easily accessible construction.
In addition, there is now the possibility of separately controlling the two groups of metering pistons 13 and 15 on one side of the distributor, 14 and 16 on the other side, arranged on one side of the distributor, i.e. H. For example, the group of the dosing pistons 14 and 16 (Fig. 1) in the filling and suction position can cover their filling stroke in a longer period of time than the group of the plastic material within a working cycle, which includes the movement processes of the dosing piston groups within a switching pause of the distributor ejecting metering piston 13 u. 15th
After completion of the filling and ejecting strokes, a new switching step of 900 takes place through the rotary slide valve 3 and 4, the openings of the filled channels 5 and 7 now being close to the surfaces of the piston group 13 and 15 now in the filling position. Of course, this piston group 13 and 15 has the same length of time available for its filling stroke. The period for the filling stroke is nevertheless sufficiently dimensioned within the intended limits of a switching pause, so that the filling of the metering chambers without gaps and thus also consistent, precise weights of the metering units are guaranteed, regardless of whether the plastic material has good or poor flow properties excels.
The illustrated and described embodiment is by no means the only way to implement the invention. Just as other drive and control elements can be used instead of the drum cams 19, 28, 29, four, six or any more rotary valves can be used in the same arrangement instead of the two rotary valves combine them into one unit.